Magnetic properties of an individual Magnetospirillum gryphiswaldense cell
该研究结合超灵敏扭矩磁强计、透射电子显微镜和微磁模拟,首次对单个*Gryphiswaldense*磁螺菌的磁滞特性进行了测量,揭示了其细胞内磁小体链的磁构型、随外场的演变规律以及总剩磁矩和有效磁各向异性,为理解趋磁机制及生物医学应用提供了关键数据。
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该研究结合超灵敏扭矩磁强计、透射电子显微镜和微磁模拟,首次对单个*Gryphiswaldense*磁螺菌的磁滞特性进行了测量,揭示了其细胞内磁小体链的磁构型、随外场的演变规律以及总剩磁矩和有效磁各向异性,为理解趋磁机制及生物医学应用提供了关键数据。
该研究提出了一种基于“贴纸 - 间隔物”的极简模型,揭示了间隔物的熵最大化会在贴纸间产生吸引力并诱导其聚集,从而解释了生物凝聚物中因玻璃态弛豫导致的长期老化现象。
该论文提出并分析了描述活性与被动粒子通过弹簧耦合产生配对诱导运动的二维数学模型,揭示了自推进强度如何决定系统呈现直线、圆周或蛇形运动模式的分岔行为。
该研究揭示了在低雷诺数流中,经抗生素处理而变长的丝状大肠杆菌在静止时呈现刚性体旋转的波动游动,而在压力驱动流中则表现出“颤动”、手性重定向及向壁面迁移的趋流性,且非运动性丝状菌则像刚性杆一样沿流线运动。
本文建立了一个包含表面能和线能的自由能泛函模型,用于描述由化学浓度梯度驱动的表面张力变化所引发的液滴扩散泳运动及其形变,并推导了仅考虑二阶形变模式下的运动方程,揭示了静止圆形、静止椭圆及沿短轴方向运动的椭圆液滴三种稳定状态及其相互转变机制。
本文将无需硬芯参考系统的经典液体泛函重整化群方法拓展至三维情形,通过引入高效的空间积分方案,成功应用于三维 Lennard-Jones 液体,证明了该方法在保持热力学一致性的同时,其精度可与现代积分方程理论相媲美。
该研究开发了一种嵌入葡萄糖氧化酶的 pH 响应水凝胶,通过酶促反应驱动化学波传播并触发钙介导的交联,实现了化学波与机械波在时空上的解耦,揭示了化学能量持续供给对自适应材料机械转导的必要性,为软体机器人和生物医学应用中的智能材料设计提供了新原理。
这篇综述的第一部分系统梳理了从酶促反应到生物体表现等不同尺度下描述生物温度响应的唯象模型与微观模型,探讨了各类函数形式及其定义的操作参数,并指出微观模型在捕捉协同效应方面的局限性,同时预告第二部分将深入分析系统级温度响应曲线如何由众多基础反应相互作用而产生。
本文作为系列第二部分,在回顾前作的基础上,重点探讨了通过确定性动力学与随机框架等网络级机制,如何将单个反应的阿伦尼乌斯温度依赖性转化为系统层面的非阿伦尼乌斯标度、热极限及温度补偿等涌现动态,从而为理解生物系统的鲁棒性、扰动响应及进化约束提供了从经验曲线到分子组织的机制性桥梁。
本文提出了一种由三个磁性珠子和两个弹性连接组成的磁驱动弹性微游泳器,其利用外部振荡磁场诱导的滞后性非互易折叠与展开机制实现净推进,并通过优化几何结构与磁场参数实现了对不同微游泳器的独立控制,为靶向药物输送等微创医疗应用提供了可行方案。
该论文从理论上严格证明了在热平衡态下,由于速度自相关函数与力自相关函数呈严格负比例关系,导致交叉关联项消失,从而使噪声消除算法成为精确方法,而在非平衡态下该交叉关联项不为零,可作为区分平衡与非平衡态的判据并指导算法修正。
该研究结合粒子交换蒙特卡洛算法与 GPU 分子动力学模拟,发现随机势垒模型(RBM)在无需自由参数的情况下,比具有一个自由参数的冯·施韦德勒定律更能准确描述三元 Lennard-Jones 玻璃形成液体的固有动力学行为并预测扩散系数。
该研究通过实验与模拟证实,利用定制交流电场可在手性向列相液晶中实现拓扑扭结(torons)的按需生成、亚微米级精度的确定性操控及任意路径编程,并展示了其在光存储、可重构图案化及微粒子拾取放置等微纳操纵应用中的潜力。
该研究通过分子动力学模拟揭示了圆柱形受限条件下均聚物从良溶剂到不良溶剂突变时的塌缩动力学,发现其过程分为珍珠项链形成与香肠状中间态向球状转变两个阶段,并阐明了受限半径对两阶段弛豫时间、活化能及团簇生长标度律的不同影响。
该论文通过数值求解离散非线性方程组,研究了外加磁场对强电子 - 晶格相互作用下准一维材料中大极化子(孤子)动力学的影响,揭示了磁场效应不仅取决于场强,还受决定孤子能量、振幅和局域化宽度的系统参数制约,并进一步分析了供体复合物在链上产生的极化子受磁场影响的特性。
该研究通过粒子模拟发现,在非布朗摩擦颗粒活性悬浮液中,粒子自推进产生的各向同性动力学能竞争并抑制流动诱导的摩擦接触,从而在高应力下实现粘度降低的“去剪切增稠”效应,且该可调控流变行为遵循统一的标度框架。
该研究通过宏观活性颗粒圆盘实验,首次直接观测到连续时空晶体的三阶段熔化过程,揭示了空间有序性由拓扑缺陷增殖破坏而时间有序性因多体相互作用减弱而丧失的解耦机制。
该研究通过分子动力学模拟发现,星形聚合物熔体在纳米孔中的毛细填充动力学受拓扑结构显著影响,其臂长、功能度及受限程度共同决定了填充速率、构象转变、核心区域刚性以及吸附摩擦效应,且填充后达到平衡态的时间随这些参数的增加而延长。
该研究开发了一种包含壁面滑移效应的二维无序多孔介质屈服应力流体孔隙网络模型,通过物理驱动的喉道压降关系揭示了近屈服状态下压力损失主要由喉道最小宽度统计特征而非障碍物尺度决定的规律。
该研究通过引入可调控的 MASBot 机器人集群,首次在单一实验系统中实现了从奇弹性晶体到奇粘性液体再到手性活性气体的相变,构建了非互易活性物质的统一相图,并揭示了其作为可编程物质状态在基础物理验证与智能群体重构方面的潜力。